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一泵房2號循環泵軸頭側軸承損壞原因分析
2013-07-17
一、經過
2號循環泵型號為：湘江56-23型，生產廠家為：湖南湘江水泵廠。目前我廠在裝6臺循環泵檢修周期為一年半一次大修，根據設備的運行狀況可調整大修項目，做針對性檢修。
根據輔機檢修工作安排，汽機隊調速班于2011年1月12日至2011年1月19日對一泵房2號循環泵進行了大修工作。大修中，結合處理腰瓦甩水的二類缺陷，對腰瓦側軸套和軸承進行了更換，兩個新軸承為NSK 6240（進口軸承）；軸頭側軸承（國產軸承）外觀檢查未發現異常未更換，測量軸承與壓蓋緊力在合格范圍內0-0.01mm，經點檢驗收正式回裝。
2011年1月19日14點05分，一泵房2號循環泵大修后試運行，15點10分運行值班人員發現2號循環泵軸頭側軸承溫度過高，軸承室溫度超過80℃，當即運行人員將泵停止試運。
經汽機專業人員現場商定，決定對2號循環泵軸頭側軸承室進行揭蓋檢查。當日17:50分，檢修人員對一泵房2號循環泵軸頭側軸承室進行揭蓋檢查發現，軸承室內靠里側的軸承損壞（花籃已破損），隨即汽機隊組織人員投入搶修。
在本次搶修中更換了軸頭側的兩個軸承，更換后的新軸承為NSK 6240（進口軸承）一對，并重新校驗了軸頭側與腰瓦側軸承緊力和軸承位置。待回裝后試運行4小時未見異常，2011年1月21日15:20結束工作，2號循環泵投入備用。
二、原因分析
1、由于目前循環泵大修中更換軸承一般采用國產軸承，而國產軸承的軸承支架（花籃）的材質是鋼制材料，鉚釘的材質為ML15，屬于低碳鋼。經分析認為：由于2號循環泵啟動中，軸承瞬間出現軸向沖擊力，并且循環泵設計中沒有設計軸向推力軸承來克服此沖擊力，造成軸承失穩至鉚釘斷裂，是造成此次軸承損壞的主要原因。
2、由于軸承支架（花籃）相對易疲勞損壞，外觀檢查中兩個軸承之間的支架（花籃）部位無法檢測到，因此使軸承隱蔽部位存在隱患，而泵啟動時不可避免存在加速迂回旋轉的沖擊力，也是造成軸頭靠里側的一只滾珠軸承支架（花籃）疲勞斷裂損壞的原因之一。
三、暴露出的問題
1、對軸承易損部件進行全面細致的檢查，目前沒有太好手段，如果烤下軸承進行檢查，一般熱拆熱裝將對軸承（花籃）造成破壞，而在裝檢查，又無法發現隱蔽缺陷。
2、根據班組檢修記錄，對6臺循環泵軸承缺陷處理情況統計分析如下：
1980年至2010年間，6臺循環泵運行和檢修中發生缺陷共計18次（見下圖：x坐標代表第幾次缺陷，y坐標代表軸承更換后發生缺陷時間，根據發生缺陷的連線根據不同方式制作發生缺陷的趨勢線如下圖；紅色線代表對數趨勢線，淺藍色代表線性趨勢線，黑色線代表乘冪趨勢線）：其中15次為泵軸與軸承內套磨損，間隙超標；1次為球架（花籃）損壞；1次為軸承外套裂紋；1次為滾珠損壞。結合1.5年循環泵大修周期，大修中不能局限在軸承的外觀檢查，應加強對軸承易損部件進行全面細致的檢查。根據軸承使用壽命公式計算：
計算結果為16723小時。所以，根據以上計算建議Z好在2年之內進行更換。
（1）6臺循環泵運行和檢修中發生缺陷共計18次。其中15次為泵軸與軸承內套磨損，造成間隙超標；1次為球架（花籃）損壞；1次為軸承外套裂紋；1次為軸承滾珠缺損。
（2）更換完軸承1.5年（一個大修期）以上發生缺陷11次，占全部缺陷的61%。
結論：結合1.5年循環泵大修周期，大修中不能局限在軸承的外觀檢查，應加強對軸承易損部件進行全面細致的檢查，必要時更換處理。
四、預防措施
1、按照檢修工藝規程，檢修中嚴格測量軸承各部間隙和各部配合數值，并控制在質量標準合格范圍內。
2、根據更換完軸承1.5年（一個大修期）以上發生缺陷11次，占全部缺陷61%；1.5年至3年（兩個大修期）之間發生缺陷5次，占全部缺陷28%；3年以上發生缺陷6次，占全部缺陷33%的統計結果；建議應結合1.5年循環泵大修周期，考慮對軸承進行更換，如果在1.5年一個正常大修期的檢修時，軸承經檢查完好，經三級驗收合格，批準后，可不更換軸承，但Z多不應超過3年。
3、對于循環泵、給水泵等重要輔機設備檢修記錄（軸承型號、生產廠家、材質）進行規范，并跟蹤做好設備的運行狀況、設備起停次數、設備運行小時以及典型運行工況參數等進行記錄和分析，為合理制定狀態檢修項目提供依據。
4、在運行期間，運行、檢修、點檢人員加強對各軸承室的油位、溫度、振動監視，發現溫度、振動異常后立即停止運行，并且迅速聯系檢修人員檢查處理。
2號循環泵型號為：湘江56-23型，生產廠家為：湖南湘江水泵廠。目前我廠在裝6臺循環泵檢修周期為一年半一次大修，根據設備的運行狀況可調整大修項目，做針對性檢修。
根據輔機檢修工作安排，汽機隊調速班于2011年1月12日至2011年1月19日對一泵房2號循環泵進行了大修工作。大修中，結合處理腰瓦甩水的二類缺陷，對腰瓦側軸套和軸承進行了更換，兩個新軸承為NSK 6240（進口軸承）；軸頭側軸承（國產軸承）外觀檢查未發現異常未更換，測量軸承與壓蓋緊力在合格范圍內0-0.01mm，經點檢驗收正式回裝。
2011年1月19日14點05分，一泵房2號循環泵大修后試運行，15點10分運行值班人員發現2號循環泵軸頭側軸承溫度過高，軸承室溫度超過80℃，當即運行人員將泵停止試運。
經汽機專業人員現場商定，決定對2號循環泵軸頭側軸承室進行揭蓋檢查。當日17:50分，檢修人員對一泵房2號循環泵軸頭側軸承室進行揭蓋檢查發現，軸承室內靠里側的軸承損壞（花籃已破損），隨即汽機隊組織人員投入搶修。
在本次搶修中更換了軸頭側的兩個軸承，更換后的新軸承為NSK 6240（進口軸承）一對，并重新校驗了軸頭側與腰瓦側軸承緊力和軸承位置。待回裝后試運行4小時未見異常，2011年1月21日15:20結束工作，2號循環泵投入備用。
二、原因分析
1、由于目前循環泵大修中更換軸承一般采用國產軸承，而國產軸承的軸承支架（花籃）的材質是鋼制材料，鉚釘的材質為ML15，屬于低碳鋼。經分析認為：由于2號循環泵啟動中，軸承瞬間出現軸向沖擊力，并且循環泵設計中沒有設計軸向推力軸承來克服此沖擊力，造成軸承失穩至鉚釘斷裂，是造成此次軸承損壞的主要原因。
2、由于軸承支架（花籃）相對易疲勞損壞，外觀檢查中兩個軸承之間的支架（花籃）部位無法檢測到，因此使軸承隱蔽部位存在隱患，而泵啟動時不可避免存在加速迂回旋轉的沖擊力，也是造成軸頭靠里側的一只滾珠軸承支架（花籃）疲勞斷裂損壞的原因之一。
三、暴露出的問題
1、對軸承易損部件進行全面細致的檢查，目前沒有太好手段，如果烤下軸承進行檢查，一般熱拆熱裝將對軸承（花籃）造成破壞，而在裝檢查，又無法發現隱蔽缺陷。
2、根據班組檢修記錄，對6臺循環泵軸承缺陷處理情況統計分析如下：
1980年至2010年間，6臺循環泵運行和檢修中發生缺陷共計18次（見下圖：x坐標代表第幾次缺陷，y坐標代表軸承更換后發生缺陷時間，根據發生缺陷的連線根據不同方式制作發生缺陷的趨勢線如下圖；紅色線代表對數趨勢線，淺藍色代表線性趨勢線，黑色線代表乘冪趨勢線）：其中15次為泵軸與軸承內套磨損，間隙超標；1次為球架（花籃）損壞；1次為軸承外套裂紋；1次為滾珠損壞。結合1.5年循環泵大修周期，大修中不能局限在軸承的外觀檢查，應加強對軸承易損部件進行全面細致的檢查。根據軸承使用壽命公式計算：
計算結果為16723小時。所以，根據以上計算建議Z好在2年之內進行更換。
圖中：x坐標代表發生的第幾次缺陷，y坐標代表軸承更換后至發生缺陷時的時間（年）。
3、根據以上圖表統計分析如下：（1）6臺循環泵運行和檢修中發生缺陷共計18次。其中15次為泵軸與軸承內套磨損，造成間隙超標；1次為球架（花籃）損壞；1次為軸承外套裂紋；1次為軸承滾珠缺損。
（2）更換完軸承1.5年（一個大修期）以上發生缺陷11次，占全部缺陷的61%。
結論：結合1.5年循環泵大修周期，大修中不能局限在軸承的外觀檢查，應加強對軸承易損部件進行全面細致的檢查，必要時更換處理。
四、預防措施
1、按照檢修工藝規程，檢修中嚴格測量軸承各部間隙和各部配合數值，并控制在質量標準合格范圍內。
2、根據更換完軸承1.5年（一個大修期）以上發生缺陷11次，占全部缺陷61%；1.5年至3年（兩個大修期）之間發生缺陷5次，占全部缺陷28%；3年以上發生缺陷6次，占全部缺陷33%的統計結果；建議應結合1.5年循環泵大修周期，考慮對軸承進行更換，如果在1.5年一個正常大修期的檢修時，軸承經檢查完好，經三級驗收合格，批準后，可不更換軸承，但Z多不應超過3年。
3、對于循環泵、給水泵等重要輔機設備檢修記錄（軸承型號、生產廠家、材質）進行規范，并跟蹤做好設備的運行狀況、設備起停次數、設備運行小時以及典型運行工況參數等進行記錄和分析，為合理制定狀態檢修項目提供依據。
4、在運行期間，運行、檢修、點檢人員加強對各軸承室的油位、溫度、振動監視，發現溫度、振動異常后立即停止運行，并且迅速聯系檢修人員檢查處理。
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